El proceso de fundición

FUNDICIÓN

El proceso de fundición para producción de piezas consiste en modificar el estado físico de los componentes (de solido a liquido) por medio de temperatura para posteriormente transportar el fluido a un molde hueco hecho de arena. El método de fundición es sumamente antiguo, con el paso del tiempo se han implementado mejoras que siguen respetando el concepto de fundición como lo son; el fundido a presión, la forja, la extrusión, el mecanizado y el laminado.

El molde es un componente importante en el proceso de fundición, ya que es éste el encargado de darle forma a la pieza durante el enfriamiento del fluido. Debido a que cada metal sufre una contracción distinta por la composición de sus elementos se debe diseñar un molde que vaya acorde con las propiedades de comportamiento de cada metal o aleación. El molde está conformado por área, yeso, cerámica y metal. Cada tipo de molde corresponde a un tipo de fundición.

El proceso de fundición cosiste en transformar el estado físico del metal de sólido a líquido -como ya se había comentado- esto se logra al someter el metal a una temperatura especifica para lograr dicha transformación. Una vez teniendo el metal en el estado requerido, éste se vierte en el molde hueco hasta llenar el recipiente, contrario al molde cerrado, el cual contiene una vía denominada cisterna de vaciado que permite el flujo del molde desde afuera. El penúltimo paso a considerar consiste en una espera, ya que el fluido debe pasar nuevamente por un proceso transformador llamado solidificación (de líquido a sólido), esto para que el metal tome la forma requerida del molde con las características y propiedades de éste mismo. Por último, se remueve la pieza resultante del molde.

[pic 1]

TIPOS DE FUNDICIONES

Se clasifica dependiendo del modelo usado: modelo removible y desechable.

En el removible la pieza es extraída de la arena, mientras que en el desechable -los cuales están hechos de poliestireno- se evapora cuando el metal en forma de fluido es vaciado en el molde.

CLASIFICACIÓN DE MOLDES

Molde de arena en verde: se utiliza arena húmeda, la cual no se ha endurecido por horneado. Su color va desde el blanco hasta el canela claro, esta arena se mezcla con un tipo de aglutinante y agua para aumentar la resistencia.[pic 2]

Molde con capa seca: se utilizan dos métodos para preparar el tipo de molde. En uno, se mezcla la arena que se encuentra alrededor del molde con un compuesto que seca y forma una superficie dura. El segundo consiste en formar el molde con arena verde y cubrir la superficie con un rociador que endurezca la arena al contacto con el calor. El molde es secado por aire o por medio de una antorcha que elimina la humedad.

Moldes de arcilla: se construye el molde a partir de ladrillos o partes de hierro, el cual se cubre con una capa de norte de arcilla, la forma se da utilizando una terraja. Por ultimo se someten a un enfriado natural para que resistan la presión del metal.

Moldes de dióxido de carbono: la arena se mezcla con silicato de sodio por medio de una apisonadora. Cuando el gas de dióxido de carbono es sometido a presión en el molde, genera que la arena se endurezca. Este método se utiliza para fabricar corazones.[pic 3]

Molde de metal: utilizados en aleaciones de bajo punto de fusión (cambio de solido a líquido por medio de temperatura). Las piezas originadas de estos procesos surgen con una superficie lisa.

Características generales que debe tener un molde: Un molde debe resistir el peso del metal y la erosión, debe generar una cantidad mínima de gas para evitar la contaminación del metal, debe soportar la temperatura del metal y tener una propiedad de fácil desprendimiento (retirar pieza).

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DEL MOLDE

Son los conductos que llevan el metal en forma líquida al molde, formado por una vasija de vaciado que comunica a un conducto denominado bebedero, ya un canal que comunica el bebedero con la cavidad del molde. La funcionalidad del sistema es colocar el metal dentro de la cavidad.

En las fundiciones pequeñas la entrada del metal a la cavidad debe de ser con poca turbulencia y cerca de la cavidad.

Se debe evitar la erosión en los conductos y en la superficie de la cavidad.

Evitar la entrada de escoria y partículas extrañas a la cavidad del molde.

[pic 4]

MÁQUINAS PARA MOLDEO

Máquina de moldeo por sacudida y compresión: mesa accionada por pistones de aire, la mesa se sacude por el movimiento de uno de los pistones inferiores que eleva la mesa y deja caer de manera brusca en un colchón de rebote. Mientras que el cilindro más grande empuja hacia arriba llevando la arena a las partes inferiores. La opresión comprime las capas superiores de la arena.

Máquina de sacudida y vuelco y retiro: se coloca una caja sobre un modelo en una mesa, al llenarse de arena éste se sacude. El exceso de arena se engrapa a un tablero inferior a la caja de moldeo. La caja es deslizada sobre una mesa. posteriormente la caja se libera de la máquina, se vibra y se saca del molde.

TIPOS DE ARENA[pic 5]

Arena sílica: resiste altas temperaturas sin deformarse, se encuentra en depósitos naturales, su costo es bastante económico comparado con otros tipos de arenas; tiende a fusionarse con el metal y se expande cuando se somete al calor. [pic 6]

Arena natural: formada por la erosión de rocas ígneas, es cuestión de mezclarla con agua para soportar la fundición de l hierro y metales no ferrosos. La materia orgánica que se encuentra en su forma impide el uso de temperaturas altas.

...